Optische Nichtlineare Mikroskopie

Effekte der starken Fokussierung in nichtlinearen Materialen

In der Arbeitsgruppe ‚Nichtlineare Photonik‘ beschäftigen wir uns unter anderem mit der Entwicklung neuartiger Konzepte im Bereich  der nichtlinearen Optik. Das Visualisieren der nicht-linearen Strukturen in 3D in einem Kristall geschieht beispielsweise mit einer relativ neuen und nicht destruktiven Mikroskopietechnik, die sogenannte „Čerenkov second harmonic microscopy“.

Durch starke Fokussierung ultrakurzer infraroter Laserpulse in ein transparentes nichtlinear strukturiertes Material wird ein frequenzverdoppeltes Signal an den Strukturen erzeugt und mit einem Photomultiplier detektiert. Das Signal erfüllt eine besondere Phasenanpassungsbedingung, die nur an nichtlinearen Strukturen erfüllt wird. Das Volumen des Kristalls kann mittels eines hochpräzisen 3-Achsen-Tisches in 3D abgebildet werden.  Da die nichtlinearen Kris-talle bestimmte Symmetrien aufweisen, z.B. uniaxial, erfährt der Fokus in der Tiefe dieser Kristalle eine unvermeidbare lineare Doppelbrechung, die die Auflösung und somit die Abbildung der Strukturen beeinträgtigt. Dieses Zusammenspiel der linearen und nichtlinearen Effekte ist heute von enormem Interesse nicht nur in der Mikroskopie, sondern auch überall, wo die Fokussierung in solchen Kristallen benutzt wird, wie zum Beispiel beim Laserstrahlschreiben.

Masterarbeit (inkl. Fachliche Spezialisierung und Projektplanung)

Effekte der starken Fokussierung in nichtlinearen Materialen: Im Rahmen der Masterarbeit soll die starke Fokussierung in doppelbrechenden nichtlinearen Materialien untersucht werden. Insbesondere sollen der Einfluss der Polarisation, des fokussierten Lichtes sowohl im linearen als auch im nichtlinearen Regime genauer verstanden werden. Das Experiment soll durch numerische Berechnung unterstützt werden.

Ansprechpartner: Bei Interesse können Sie sich an Dr. Mousa Ayoub oder Dr. Jörg Imbrock wenden. Wir zeigen gerne unsere Labore und stellen die angebotenen Themen im Bereich Optische Nichtlineare Mikroskopie vor.